DE2064821B2 - LARGE DIAMETER, LOW SPEED ELECTRICAL MACHINE WITH LIQUID COOLED RUNNER - Google Patents

LARGE DIAMETER, LOW SPEED ELECTRICAL MACHINE WITH LIQUID COOLED RUNNER

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DE2064821B2 DE19702064821 DE2064821A DE2064821B2 DE 2064821 B2 DE2064821 B2 DE 2064821B2 DE 19702064821 DE19702064821 DE 19702064821 DE 2064821 A DE2064821 A DE 2064821A DE 2064821 B2 DE2064821 B2 DE 2064821B2
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    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/197—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator

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Description

Kühlflüssigkeitszufuhrungskammer veiiäßt und sich nen über einen an einer Stirnseite des Läufers 2 anschließt, Rückschlagventile voll im Gebiet anderer geordneten ringförmigen Sammelkanal 4 zugeführt Kühlflüssigkeitszuführungskamm4rn befinden und werden. Die äußere Stirnfläche 5 dieses Sammelkasomit geöffnet sind. nals4 ist eben ausgebildet und liegt senkrecht zurCooling liquid supply chamber veiietzt and NEN is connected via a on one end face of the rotor 2, Check valves fully supplied in the area of other ordered annular collecting channel 4 Cooling liquid supply chambers are and will be. The outer face 5 of this collective kasomite are open. nals4 is flat and perpendicular to the

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird sich 5 Läuferachse. Sie enthält, gleichmäßig entlang des ein Austreten von Kühlflüssigkeit längs des zwischen Umfanges verteilt, Rückschlagventile 6.
der Stirnfläche des Sammelkanals und den Rändern Dem rotierenden Sammelkanal 4 stehen mehrereIn the arrangement according to the invention, there will be 5 rotor axis. It contains non-return valves 6 distributed evenly along the outflow of cooling liquid along the between the circumference.
the end face of the collecting channel and the edges of the rotating collecting channel 4 are several

der Küblflüssigkeitszuführungskammern, die insbe- feststehende Kühlflüssigkeitszuführungskammern7 sondere mit einem Dichtmaterial versehen sein kön- gegenüber. Sie sind an der dem Sammelkanal 4 zugenen, gebildeten Spaltes nicht immer vollständig ver- io wandten Stirnseite offen und ihre Ränder bestehen meiden lassen. Ein derartiger Leckverlust an Kühl- aus einem die Gleitdichtung 8 bildenden Dichtmateflüssigkeit ist aber bei bestimmten Anwendungsfällen rial, mit dem sie dichtend an der Stirnwand5 anliesogar ein Vorteil. Wird z.B. die Anordnung zur gen. Die Abmessungen jeder Kühlflüssigkeitszufüh-Kühlung des Läufers eines Zementmühlen-Antriebs- rungskammer7 sind so groß gewählt, daß sie jeweils motors verwendet, so arbeitet dieser ;n einer stark 15 mehrere, mindestens zwei, Rückschlagventile 6 überstaubigen und verschmutzten Atmosphäre. Die an decken.of the cooling liquid supply chambers, which in particular the fixed cooling liquid supply chambers 7 can be provided with a sealing material. They are open at the gap formed, which is not always completely related to the collecting channel 4, and their edges can be avoided. Such a leakage of cooling fluid from a sealing material liquid forming the sliding seal 8 is, however, essential in certain applications, with which it is even an advantage to seal against the end wall 5. If, for example, the arrangement for the gen. The dimensions of each cooling liquid supply cooling of the rotor of a cement mill drive chamber7 are selected so large that they are used in each case motor, then this works ; In a strongly 15 several, at least two, check valves 6 dusty and polluted atmosphere. The cover.

den Rändern der Kühlflüssigkeitszuführungskam- Der Druck des Wassers wird ausgenutzt, um einenThe pressure of the water is used to create a

mern austretende Leckflüssigkeit wäscht nun die sich ausreichend großen Anpreßdruck der Ränder der auf der Stirnfläche des Sammelkanals abgelagerten Kühlflüssigkeitszuführungskammer? an die Stirn-Verschmutzungen ab, ehe dieser Bereich unter die 20 wand 5 des Sammelkanals 4 zu erreichen. Zu diesem Kühlflüssigkeitszuführungskammern eintritt. Da- Zweck münden die Kühlflüssigkeitszuführungsdurch wird ein Eindringen dieser Verschmutzungen rohre 9 in einen Hohlzylinder 10, in dessen Inneren in das Innere der Kühlkanäle des Läufers vermieden. der bewegliche Kolben 11 mit einer Mittelbohrungmern leaking leakage fluid washes the sufficiently large contact pressure of the edges of the coolant supply chamber deposited on the end face of the collecting channel? dirt on the forehead before reaching this area under the wall 5 of the collecting channel 4. To this Enters coolant supply chambers. For this purpose, the cooling liquid feeds open through penetration of these contaminants is pipes 9 in a hollow cylinder 10, in the interior avoided in the interior of the cooling channels of the rotor. the movable piston 11 with a central bore

Den für die dichtende Anlage der Kühlflüssigkeits- 12 angeordnet ist, die zu der eigentlichen Kühlflüszuführungskammern an der Stirnwand des rotieren- 25 sigkeitszuführungskammer 7 ausläuft. Der in dieser den Sammelkanals erforderlichen Druck kann man KühlElüssigkeitszuführungskammer7 herrschende in zweckmäßiger Weise von dem Druck der Kühl- Druck reicht aus, um die sich in ihrem Bereich beflüssigkeit selbst erzeugen lassen, derart, daß er sich findlichen Rückschlagventile 6 zu öffnen, durch auch bei bestimmten axialen Verschiebungen der welche die Kühlflüssigkeit in das Innere des Sammel-Stirnfläche des Sammelkanals nicht verändert. Man 30 kanals 4 fließt. Durch den auf der oberen Stirnfläche kann aber auch statt dessen Federn zur Druckerzeu- 13 des Kolbens 11 herrschenden Druck wird dieser gung verwenden. gegen die Stirnwand 5 des Sammelkanals 4 gepreßt,Which is arranged for the sealing abutment of the cooling fluid 12, which runs out to the actual cooling fluid supply chamber on the end wall of the rotating fluid supply chamber 7. The pressure required in this the collecting channel can be found in the cooling fluid supply chamber7 in an expedient manner from the pressure of the cooling pressure is sufficient to generate the fluid itself in its area, so that it can open sensitive check valves 6 , even with certain axial displacements which do not change the cooling liquid in the interior of the collecting end face of the collecting channel. One 30 channels 4 flows. Because of the pressure prevailing on the upper end face, however, springs can instead be used to generate pressure on the piston 11. pressed against the end wall 5 of the collecting channel 4,

Im folgenden sei die Erfindung noch an Hand des so daß zwischen der Gleitdichtung 8 und dem Samin den F i g. 1 und 2 schematisch dargestellten Aus- melkanal nur ein sehr geringer Spalt verbleibt, aus führingsbeispiels näher erläutert. 35 dem nur wenig Kühlflüssigkeit austritt. ZusätzlichIn the following the invention is still based on the so that between the sliding seal 8 and the Samin the F i g. 1 and 2, schematically illustrated discharge channel, only a very small gap remains guide example explained in more detail. 35 which only a little coolant escapes. Additionally

Fiel zeigt einen Längsschnitt durch eine gemäß dazu können auch zwischen den beiden gegeneinander Ei indung ausgebildete elektrische Maschine; der beweglichen Teilen der Kühlflüssigkeitszufüh-Fiel shows a longitudinal section through an according to this can also be between the two against each other Induction-trained electric machine; the moving parts of the coolant supply

F i g. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie I-I in rungskammer 7 Federn angeordnet sein, welche den F i g. 1. Anpreßdruck an den Sammelkanal 4 noch vergrö-F i g. 2 shows a section along the line I-I in approximately chamber 7 springs are arranged, which the F i g. 1. Contact pressure on the collecting duct 4 is still increased

Auf der Rohrtrommel 1 einer Zementmühle ist di- 40 Bern. Außerdem ist darauf zu achten, daß dieser Anrekt der Läufer 2 eines elektrischen Synchronmo- preßdruck noch bei den größtmöglichen axialen Betors 3 angeordnet, der die Rohrtrommel 1 mit einer wegungen des Sammelkanals 4 erhalten bleibt,
geringen Drehzahl antreibt. Zur Abführung der wäh- Die erwärmte Kühlflüssigkeit wird, nachdem es dieOn the tubular drum 1 of a cement mill there is di- 40 Bern. In addition, care must be taken that this impulse of the rotor 2 of an electrical synchronous compression pressure is still arranged at the largest possible axial Betors 3, which the tubular drum 1 remains with a movement of the collecting channel 4,
low speed drives. The heated cooling liquid is used after it has passed the

rend des Betriebes in dem Läufer 2 auftretenden Kühlkanäle des Läufers 2 durchströmt hat, auf der Verlustwärme ist der Läufer 2 flüssigkeitsgekühlt. 45 anderen Stirnseite des Läufers über einen radial Die in ihm vorhandenen, nicht näher dargestellten nach außen offenen Ablaufring 14 und einem diesen Kühlkanäle werden dazu von normalem, nicht be- umgebenen, radial nach innen offenen Auffangring sonders aufbereitetem Wasser durchflobsen, das ih- 15 abgeleitet.rend of operation in the rotor 2 has flowed through cooling channels of the rotor 2, on the The rotor 2 is liquid-cooled with heat loss. 45 other end face of the rotor via a radial The drain ring 14 present in it, not shown in detail, and one of these, which are open to the outside For this purpose, cooling channels are made up of normal, unenclosed, radially inwardly open collecting ring specially treated water flowed through it, which it drained off.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

1 2 mit eine möglichst gute Abdichtung erreicht wird, Patentansprüche: sind die die Gleitringdichtungen tragenden Wände des Sammelkanals als einteiliger Ringkörper ausge-1 2 with the best possible seal is achieved, claims: are the walls of the collecting duct carrying the mechanical seals designed as a one-piece ring body 1. Elektrische Maschine großen Durchmessers bildet Gleitringdichtungen können jedoch nur bis zu und geringer Drehzahl mit flüssigkeitsgekühltem 5 einem Durchmesser von ungefähr einem Meter her-Läufer, dessen Kühlkanälen die Kühlflüssigkeit gestellt werden. Handelt es sieh nun um elektrische über einen an einer Stirnseite des Läufers an- Maschinen großen Durchmessers und geringer Drehgeordneten, die Welle umschließenden, rotieren- zahl, wie sie insbesondere für den Antrieb einer den Sammelkanal zugeführt ist, wobei zwischen Rohrmühle erforderlich sind, so muß für die Zufühden stehenden und den rotierenden Teilen der io rung der Kühlflüssigkeit über der Mantelfläche der KühMüssigkeitszuführung Gleitdichtungen vorge- Welle ein anderer Weg gefunden werden, wenn zu sehen sind, dadurch gekennzeichnet, große Leckverluste vermieden werden sollen.1. Large diameter electrical machine forming mechanical seals can only be up to and low speed with a liquid-cooled 5 rotor with a diameter of approximately one meter, whose cooling channels the cooling liquid are provided. If it is now about electrical via a machine with a large diameter and a small rotary arrangement on one face of the rotor, the shaft enclosing, rotating number, as it is in particular for the drive of a the collecting channel is fed, which are required between the tube mill, so must for the feed standing and rotating parts of the io tion of the cooling liquid over the outer surface of the Cooling liquid supply sliding seals in front of the shaft can be found another way, if too are seen, characterized in that large leakage losses are to be avoided. daß der rotierende Sammelkanal (4) geschlossen Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kühlflüs-that the rotating collecting channel (4) is closed. The object of the invention is therefore to provide a cooling fluid ist und an seiner axial außenliegenden, zur Welle sigkeitszuführung für Läufer großen Durchmessers senkrecht verlaufende Stirnwand (S) längs des 15 zu schaffen, bei der auf die Gleitringdichtungen ver-Umfanges gleichmäßig verteilte Rückschlagven- ziehtet werden kann. Die Erfindung geht aus von tile (d) enthält und daß der feststehende Teil der einer elektrischen Maschine großen Durchmessers Kühlflüssigkeitszuführung aus mehreren, über die und geringer Drehzahl mit flüssigkeitsgekühltem Gleitdichtungen (8) an der Außenseite der Stirn- Läufer, dessen Kühlkanälen die Kühlflüssigkeit über wand (S) unter Druck anliegenden, offenen Kühl- ao einen an einer Stirnseite des Läufers angeordneten, flüssigkeitszuführungskammern (7) besteht, die die Welle umschließenden, rotierenden Sammelkanal jeweils einige der Rückschlagventile (6) überdek- zugeführt ist, wobei zwischen den stehenden und den ken. rotierenden Teilen der Kühlflüssigkeitszuführungis and to create on its axially outer, to the shaft sigkeitszuführ for large diameter rotor vertically extending end wall (S) along the 15, in which on the circumference of the mechanical seals evenly distributed non-return valve can be pulled. The invention is based on tile (d) and that the fixed part of an electrical machine with a large diameter coolant supply from several, over and low speed with liquid-cooled sliding seals (8) on the outside of the front rotor, the cooling channels of which walled the cooling liquid (S) under pressure, open cooling ao is arranged on one end face of the rotor, liquid supply chambers (7), the rotating collecting duct surrounding the shaft is supplied via some of the check valves (6), with between the standing and the ken. rotating parts of the coolant supply 2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, da- Gleitdichtuigen vorgesehen sind. Gemäß der Krfindurch gekennzeichnet, daß der zur dichtenden 25 dung wird die genannte Aufgabe bei dieser Maschine Anlage der Kühlflüssigkeitszuführungskammern dadurch gelöst, daß der rotierende Sammelkanal ge-(7) an der Stirnwand (5) des rotierenden Sammel- schlossen ist und an einer axial außenliegenden, zur kanals (4) erforderliche Druck von dem Druck Welle senkrecht verlaufenden Stirnwand längs des der Kühlflüssigkeit erzeugt ist. Umfanges gleichmäßig verteilte Rückschlagventile2. Electrical machine according to claim 1, there are provided sliding seals. According to the Krindurch characterized in that the manure for sealing 25 is the task mentioned in this machine System of the cooling liquid supply chambers solved in that the rotating collecting channel is (7) is closed on the end wall (5) of the rotating collective and on an axially outer, to channel (4) required pressure from the pressure shaft vertically extending end wall along the the coolant is generated. Circumferential evenly distributed check valves 3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 30 enthält und daß der feststehende Teil der Kühlfliis- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kühl- sigkeitszuführung aus mehreren, über die Gleitdichflüssigkeits7uf0hrtingskammer (7) mindestens tungen an der Außenseite der Stirnwand unter Druck zwei Rückschlagventile (6) überdeckt. anliegenden, offenen Kühlflüssigkeitszuführungskam-3. Electrical machine according to claim 1 30 and that the fixed part of the Kühlfliis- or 2, characterized in that each coolant supply consists of several, via the sliding sealing liquid supply chamber (7) at least two check valves (6) covered on the outside of the front wall under pressure. adjacent, open coolant supply chamber 4. Elektrische Maschine nach einem der An- mern besteht, die jeweils einige der Rückschlagvensprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die 35 tile überdecken. Die ebene Stirnfläche des geschlo·* ■ Kühlflüssigkeitszufühmngskammern (7) gegen- senen Sammelkanals gleitet also vor den dichtend aneinander hinsichtlich ihrer Lage zu den Rück- liegenden, offenen Kühlflüssigkcitszuführungskam schlagventilen (6) versetzt angeordnet sind mern vorbei und der in diesen herrschende Druck4. Electrical machine according to one of the numbers, each of which has some of the backlash claims 1 to 3, characterized in that the 35 tiles overlap. The flat face of the closed · * ■ Cooling liquid supply chambers (7) of the opposite collecting channel thus slide in front of the one sealingly against one another with regard to their position in relation to the open cooling liquid kit supply lines lying behind The check valves (6) are arranged offset and the pressure prevailing in them 5. Elektrische Maschine nach einem der An- der Kühlflüssigkeit öffnet jeweils die sich im Bereich Sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die 40 der Kammern befindlichen Rückschlagventile und Gleitdichtungen (8) durch die aus einem Dicht- die Kühlflüssigkeit tritt in den Sammelkanal über. Da material bestehenden vorderen Ränder der Kühl- dieser Kühlflüssigkeitsübertritt an einer senkrecht zur flüssigkeitszuführungskammern (7) gebildet sind. Läuferachse stehenden ebenen Stirnfläche erfolgt.5. Electric machine after one of the coolant opens in each case in the area Proverbs 1 to 4, characterized in that the 40 of the chambers located check valves and Sliding seals (8) through which from a sealing the cooling liquid passes over into the collecting channel. There material existing front edges of the coolant this coolant transfer at a perpendicular to liquid supply chambers (7) are formed. Rotor axis standing flat end face takes place. kann sich diese — vorausgesetzt, die dichtende An-45 lage der Flüssigkeitszuführungskammern bleibt er-can this - provided that the sealing position of the liquid supply chambers remains halten — ohne Beeinträchtigung der Flüssigkeitszuführung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung etwas verschieben. Lageveränderungen der Teile der elektrischen Maschine infolge des zwischenhold - without impairing the liquid supply both in the axial and in the radial direction move something. Changes in position of the parts of the electrical machine as a result of the between Es ist bekannt, bei elektrischen Maschinen die im so dem Ruhe- und Betriebszustand vorhandenen Tem-Läufer entstehende Verlustwärme durch Flüssigkeits- peraturunterschiedes können daher ohne Schwierigkühlung abzuführen. Dazu dient besonders aufberei- keiten ausgeglichen werden.It is known that in electrical machines the tem-runners present in the idle and operating state Any heat losses that arise due to differences in liquid temperature can therefore be used without any difficulty in cooling to dissipate. This is especially used to compensate for processing. tete Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, die in einem ge- Der Abstand der einzelnen Rückschlagventile von-killed coolant, e.g. B. water, which is in a The distance between the individual check valves from- schlossenen Kühlkreislauf geführt wird und die mög- einander die Größe ihrer Durchtrittsöffnung und die liehst wenig mit Luft in Berührung kommen soll. Die 55 Anzahl und die Querschnitte der vorhandenen ste-Zuführung der Kühlflüssigkeit von einem stehenden henden Kühlflüssigkeitszuführungskammern ist so zu System auf den Läufer ist am einfachsten, wenn da- wählen, daß die erforderliche Kühlflüssigkeitsmenge für ein freies Wellenende zur Verfügung steht. dem Läufer auf jeden Fall mit Sicherheit zugeführt Manchmal sind die Wellenenden aber nicht zugang- wird. Um eine Unterbrechung des Kühlflüssigkeitslich, so daß dann die Zuführung des Kühlwassers 60 Zuflusses zu dem Läufer zu vermeiden, empfiehlt es über die Mantelfläche der Welle erfolgen muß, ohne sich, jede Kühlflüssigkeitszuführungskammer so groß daß zu große Leckverluste entstehen. zu bemessen, daß sie mindestens zwei Rückschlag-closed cooling circuit and the possible each other the size of their passage opening and the lent little should come into contact with air. The number and cross-sections of the existing ste-feed the cooling liquid from a standing standing cooling liquid supply chambers is so too System on the rotor is easiest if you choose the required amount of coolant is available for a free shaft end. definitely fed to the runner Sometimes the shaft ends are not accessible. To avoid an interruption of the coolant, so that then the supply of the cooling water 60 to avoid inflow to the rotor, it recommends must take place over the outer surface of the shaft, without each cooling liquid supply chamber so large that too great leakage losses occur. to be dimensioned so that they have at least two kickback Dazu ist aus der deutschen Offenlegungsschrift ventile überdeckt und somit mindestens ein Rück-801 090 bekannt, den die Welle des Läufers um- schlagventil ständig geöffnet ist. Bei mehreren Kühlschließenden, rotierenden Sammelkanal sowohl aus 65 flüssigkeitszuführungskammern kann man diese gerotierenden als auch aus feststehenden Wänden zu geneinander hinsichtlich ihrer Lage zu den Rückbilden, die untereinander durch Gleitdichtungen in schlagventilen versetzt anordnen, so daß sich ständig, Form von Gleitringdichtungen abgegrenzt sind. Da- auch wenn ein Rückschlagventil das Gebiet einerFor this purpose, valves are covered from the German Offenlegungsschrift and thus at least one rear 801 090 known that the shaft of the rotor reversing valve is constantly open. If there are several cooling closures, Rotating collecting duct from both 65 fluid supply chambers one can get this rotating as well as from fixed walls to each other in terms of their position to the retrograde, which are offset from one another by sliding seals in check valves, so that Form of mechanical seals are delimited. Even if a check valve is the area of a
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